Os sistemas de osmose inversa (OR) são atualmente o padrão no tratamento de água industrial. Quer seja na indústria alimentar e de bebidas, na produção farmacêutica e química ou em centrais eléctricas - as membranas desempenham um papel central sempre que é necessária água de elevada pureza.
No entanto, para que um sistema de osmose inversa funcione de forma fiável, depende de uma qualidade de água bruta consistentemente elevada. Se o pré-tratamento for insuficiente, os depósitos, as incrustações ou os danos mecânicos podem reduzir drasticamente a vida útil das membranas. Um projeto atual numa estação de tratamento de águas fluviais demonstrou-o claramente.
Foto: Nas membranas de osmose inversa há depósitos claros de areia e gravilha, que provocaram danos irreversíveis.
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O caso específico: substituição da membrana após danos provocados por partículas
Foi necessário substituir um diafragma num sistema de terceiros que gerimos. A imagem ficou clara assim que o sistema foi removido:
As partículas de areia e de gravilha depositaram-se nas membranas.
Estas substâncias estranhas levaram à abrasão mecânica da superfície da membrana.
Os tubos de pressão também estavam visivelmente danificados.
Estes danos não ocorrem de um dia para o outro. São uma indicação de que o pré-tratamento a montante não removeu suficientemente as partículas da água bruta. Como resultado, as sensíveis membranas de osmose inversa tiveram de ser substituídas muito antes do planeado.
Foto: Inspeção visual dos tubos de pressão quanto a danos e sinais de desgaste.
Porque é que o pré-tratamento é tão importante
Uma membrana de osmose inversa actua como uma peneira muito fina - separa da água os sais dissolvidos, as substâncias orgânicas e os microrganismos. No entanto, não foi concebida para reter partículas grosseiras ou areia. Estas devem ser removidas de forma fiável antes de entrarem na membrana.
As etapas típicas de pré-tratamento são
Separador de sedimentação ou de lamelas para separar os sólidos grosseiros.
Filtros de areia e cascalhoque retêm partículas e matérias em suspensão.
Microfiltração ou ultrafiltraçãopara eliminar a turvação mais fina e as bactérias.
Precipitação e floculação para desestabilizar substâncias coloidais e torná-las separáveis.
Biofiltração ou carvão ativado para reduzir a matéria orgânica residual e os odores/gostos.
Se essa proteção não existir, as partículas atingem a membrana e causam danos que não só são dispendiosos, como também põem em risco a segurança operacional de todo o sistema.
Consequências de um pré-tratamento inadequado
As consequências são de grande alcance:
Substituição prematura da membrana - as membranas que poderiam durar 5-7 anos têm de ser substituídas ao fim de 1-2 anos.
Maior consumo de energia - as membranas sujas aumentam a pressão diferencial, as bombas têm de trabalhar mais.
Danos consequentes - não só os diafragmas, mas também os tubos de pressão, bombas e válvulas podem ser danificados.
Riscos para a produção - Falhas ou restrições na qualidade da água podem pôr em causa o funcionamento de linhas de produção completas.
Aumento dos custos de funcionamento - peças sobressalentes, energia e tempos de inatividade improdutivos.
Foto: Foto da substituição da membrana no sistema externo.
Consideração económica: permuta de membranas vs. pré-tratamento
Um conjunto de membranas para um sistema industrial pode rapidamente custar dezenas de milhares de euros. A isto acrescem os custos de mão de obra para a substituição e o tempo de inatividade.
Por outro lado, os custos de investimento e de funcionamento de um pré-tratamento optimizado são significativamente mais baixos a longo prazo. Mesmo fases adicionais, como uma ultrafiltração ou uma ou uma fase de precipitação químico-física e floculação pagam-se frequentemente a si próprias ao fim de poucos anos - simplesmente através da poupança nos custos das membranas e da maior fiabilidade operacional.
A nossa abordagem: eliminar as causas, não tratar apenas os sintomas
Na ALMAWATECH, não encaramos a substituição de membranas de forma isolada. Analisamos sempre a causa dos danos. Isto inclui
Análise das superfícies das membranas (depósitos, tipos de incrustações).
Inspeção da instalação de pré-tratamento (filtração, precipitantes, gestão operacional).
Análises da água (turvação, CQO, COT, ferro/manganês, sólidos em suspensão, granulometria).
Nesta base, desenvolvemos soluções em conjunto com os nossos clientes para assegurar que as novas membranas estão permanentemente protegidas. Porque a substituição de uma membrana é apenas metade da solução - apenas o pré-tratamento correto torna a operação económica e sustentável.
Conclusão: proteção em vez de reparação
O caso da estação de tratamento de águas fluviais mostra que a areia e o cascalho presentes na água bruta podem causar danos maciços a um sistema de osmose inversa num período de tempo muito curto. A substituição das membranas é então apenas uma medida de emergência a curto prazo.
A longo prazo, é crucial um pré-tratamento robusto e harmonizado que trate a água bruta de forma fiável e proteja as membranas sensíveis.
Se quiser garantir que o seu sistema de osmose inversa funciona de forma fiável, tem uma longa vida útil e pode ser operado de forma económica, teremos todo o prazer em ajudá-lo - desde a substituição da membrana até à otimização do pré-tratamento.
